Toate celulele fotovoltaice (PV) constau in doua sau mai multe straturi subtiri de material semiconductor, cel mai frecvent siliciu. Cand semiconductorul este expus la lumina, incarcarile electrice sunt generate si acest lucru poate fi indepartat de contactele metalice ca curent continuu (DC).
Puterea electrica dintr-o singura celula este mica, astfel incat mai multe celule sunt conectate impreuna pentru a forma un „sir”, care produce un curent direct.
In multe aplicatii integrate pe acoperis, sirurile sunt incapsulate (de obicei in spatele sticlei) pentru a forma un modul (denumit in mod obisnuit „panou”). Panoul fotovoltaic este blocul principal al unui sistem fotovoltaic si orice numar de panouri pot fi conectate intre ele pentru a produce puterea electrica dorita.
Cu toate acestea, doua tipuri de panouri fotovoltaice sunt depuse cel mai bine ca o pelicula subtire si sunt de obicei vandute incapsulate intr-un polimer legat la un substrat care poate fi utilizat ca parte a materialului pentru acoperis.
Aici, ne uitam doar la tipurile de celule fotovoltaice sau pelicula disponibile in comert, oricare dintre acestea putand fi gasite intr-un modul sau film folosit pe un acoperis solar activ. Nu avem in vedere:
Celulele de arsenida de galiu. Datorita toxicitatii si potentialelor proprietati cancerigene, acestea sunt utilizate numai in aplicatii rare, cum ar fi sateliti sau masini cu energie solara demonstrative.
Solutii fotovoltaice pe baza de organice care sunt inca in cercetare.
Panouri fotovoltaice monocristaline din siliciu
Acestea sunt realizate folosind celule feliate dintr-un singur cristal cilindric de siliciu. Aceasta este cea mai eficienta tehnologie fotovoltaica, care transforma de obicei aproximativ 15% din energia soarelui in energie electrica. Procesul de fabricatie necesar pentru a produce siliciu monocristalin este complicat, ceea ce duce la costuri usor mai mari decat alte tehnologii.
Panouri fotovoltaice din siliciu policristalin
Cunoscute de asemenea sub denumirea de celule multicristaline, celulele de siliciu policristalin sunt obtinute din celule taiate dintr-un lingou de siliciu topit si recristalizat. Lingourile sunt apoi taiate cu ferastrau in bucati foarte subtiri si asamblate in celule complete.
In general, sunt mai ieftine pentru a fi produse decat celulele monocristaline, datorita procesului de fabricatie mai simplu, dar tind sa fie putin mai putin eficiente, cu o eficienta medie de aproximativ 12%.
Panouri fotovoltaice din silicon cu film gros
Aceasta este o varianta a tehnologiei multicristaline in care siliciul este depus intr-un proces continuu pe un material de baza, conferind un aspect fin si sclipitor. Ca si in ceea ce privete oate panourile fotovoltaice cristaline, si un asemenea panou este in mod normal incapsulat intr-un polimer izolant transparent cu un capac de sticla temperata si apoi legat intr-un modul cu cadru metalic.
Panouri fotovoltaice de siliciu amorf
Celulele de siliciu amorf sunt obtinute prin depunerea siliciului intr-un strat subtire omogen pe un substrat, mai degraba decat crearea unei structuri rigide de cristal. Deoarece siliconul amorf absoarbe lumina mai eficient decat siliciul cristalin, celulele pot fi mai subtiri – de unde si denumirea sa alternativa de „film subtire” PV.
Siliciul amorf poate fi depus pe o gama larga de substraturi, atat rigide, cat si flexibile, ceea ce il face ideal pentru suprafete curbate sau lipirea directa pe materialele de acoperis. Totusi, aceasta tehnologie este mai putin eficienta decat siliciul cristalin, cu eficiente tipice de aproximativ 6%, dar tinde sa fie mai usoara si mai ieftina de produs.
Daca spatiul de acoperis nu este restrictionat, un produs amorf poate fi o optiune buna. Cu toate acestea, daca este necesara puterea maxima pe metru patrat, ar trebui sa se aleaga o tehnologie cristalina.
Alte panouri fotovoltaice subtiri
O serie de alte materiale, cum ar fi telurida de cadmiu (CdTe) si diselenida de cupru de indiu (CSI) sunt acum utilizate pentru module PV. Atractia acestor tehnologii consta in faptul ca pot fi fabricate prin procese industriale relativ ieftine, cu siguranta in comparatie cu tehnologiile cristaline de siliciu, dar ofera in mod obisnuit eficiente de module mai mari decat siliciul amorf.
Majoritatea ofera o eficienta usor mai mica: CSI este de obicei eficienta intre 10-13% si CdTe in jur de 8 sau 9%. Un dezavantaj este utilizarea de metale extrem de toxice, cum ar fi cadmiu si necesitatea atat pentru fabricarea controlata cu atentie, cat si pentru eliminarea sfarsitului vietii; desi un modul tipic CdTe contine doar 0,1% cadmiu, care este raportat a fi mai mic decat se gaseste intr-o singura baterie NiCad de dimensiuni AA.
Avantajele panourilor fotovoltaice
Atunci cand doriti sa optati pentru programul casa verde 2020, cu siguranta trebuie sa cunoasteti si beneficiile majore ale acestora. Iata in randurile care urmeaza, cateva exemple de beneficii ale panourilor fotovoltaice:
- Panourile fotovoltaice asigura energie verde curata. In timpul producerii de energie electrica cu panouri fotovoltaice nu exista emisii nocive de gaze cu efect de sera, astfel incat PV-ul solar este ecologic.
- Energia solara este energia furnizata de natura – este astfel libera si abundenta!
- Energia solara poate fi disponibila aproape oriunde exista lumina solara
- Energia solara este adecvata in special pentru retelele inteligente de energie cu generare distribuita de energie – DPG este intr-adevar urmatoarea generatie a structurii retelei de energie!
- Costurile panourilor solare sunt in prezent pe o cale de reducere rapida si este de asteptat sa continue pentru urmatorii ani – in consecinta, panourile solare fotovoltaice au intr-adevar un viitor extrem de promitator atat pentru viabilitatea economica, cat si pentru sustenabilitatea mediului.
- Panourile fotovoltaice, prin fenomenul fotoelectric, produc electricitate intr-un mod direct de generare a energiei electrice
- Costurile de exploatare si intretinere pentru panourile fotovoltaice sunt considerate a fi scazute, aproape neglijabile, comparativ cu costurile altor sisteme de energie regenerabila
- Panourile fotovoltaice nu au parti mobile in miscare, cu exceptia cazurilor de baze mecanice de urmarire solara; in consecinta, au rupturi mult mai putine sau necesita o intretinere mai mica decat alte sisteme de energie regenerabila (de exemplu, turbine eoliene)
